الشغل الميكانيكي

كان ذلك شاقاً. حقا، وماذا عني، كنت أرفع حزمتين معا. بذلت جهدا أكبر! نعم، ولكنني رفعت أعلى من ذلك مرتين. أظن أنني بذلت جهدا أكثر منكي. لااا! الجهد مصطلح يستخدم لوصف العمل في حياتنا اليومية، different things. وهناك أنواع مختلفة من العمل: مثل قبضِ رجلِ الشرطةِ على المجرمين، وإجراء مندوب مبيعات للمكالمات، وتدوين الطبيبِ للملاحظات في ملف المريض. ولكن العمل، أو الجهد، مختلف قليلا ف الجهد الذي بَذَلَتَاهُ كل من ماريا ولينا قريب جدا من المعنى الفيزيائي للجهد. لنوضح ذلك للقيام بجهد، يجب إحداث قوة على جسم معين ليتحرك. ترفع كل من ماريا ولينا حزم التبن بإحداث قواتهمُ العضليةِ على الحزم، بقوة كافية لتخطي قوة الجاذبية الأرضية، فترتفع الحزم. القوة هي التي تسبب الحركة. ماريا ولينا تقومان بجهد فيزيائي. ولكن من منهن بذلت جهدا أكبر؟ نحسب الجهد بضرب القوة في الإزاحة، الجهد يساوي القوة ضرب الإزاحة. نكتب ذلك كالتالي W = F x S الجهد يساوي القوة ضرب الإزاحة. القوة تساوي كتلة التبن ضرب مقدار الجاذبية الأرضية. خمسة عشر كج ضرب 9.8 نيوتن للكيلو يساوي تقريبا 150. القوة اللازمة لرفع حزمة التبن تساوي 150 نيوتن. ترفع ماريا بقوة 150 نيوتن. وترفع لينا ضعف ذلك، أي 300 نيوتن. والآن الإزاحة: ترفع لينا بقوة 300 نيوتن لمسافة ثلاثة مترات للأعلى. وترفع ماريا بقوة 150 نيوتن لمسافة ستة مترات للأعلى. جهد لينا يساوي 300 نيوتن ضرب 3 متر يساوي 900 نيوتن-متر. وجهد ماريا يساوي 150 نيوتن ضرب 6 متر يساوي 900 نيوتن-متر أيضا نيوتن-متر هي نفسها الجول. تبذل كل منهما نفسَ الجهدِ في كل رفعة. إنه جهد كثير.. وحان وقت الاستراحة. تحمل لينا صينية she's holding still, بارتفاع متر عن سطح الأرض. إنها ثقيلة. ولكن هل تبذل أي جهد؟ تقاوم لينا الجاذبية بإحداث قوة رفع الصينية للأعلى. ولكن الصينية لا تتحرك، لذا فلينا لا تقوم بأي جهد! ماذا عن الآن؟ ما القوة التي تحدثها لينا على الصينية الآن؟ عندما تمشي لينا بسرعة ثابتة، فلا توجد قوة تدفع الصينية للأمام. tray move forward. الصينية ثقيلة، لكن قوة الرفع اتجاهها للأعلى، والجهد ينشأ فقط بقوة تسبب الإزاحة، وقوة رفع الصينية لا تُسبب الإزاحة. القوة اللازمة لدفع الصينية للأمام تساوي صفر تقريبا، ومقاومة الهواء ضئيلة جدا ويمكن تجاهلها. لذا مع السرعة والإرتفاع الثابتين لا يُبذَلُ أي جهد على الصينية. هل ماريا تبذل جهدا هنا؟ نعم، فإزاحة المقعد تتطلب قوة للتغلب على الإحتكاك. تحدث ماريا قوة على المقعد لإزاحته في اتجاه تلك القوة، فإذا تطلب الأمر قوة 200 نيوتن لإزاحة المقعد مسافة 2 متر، فالجهد يساوي 200 ضرب إثنين يساوي 400 نيوتن-متر أو 400 جول. يقاس الجهد بالجول، مثل الطاقة تماما، فالجهد عبارة عن طاقة ناتجة عن حدوث قوة، والطاقة هي القدرة على بذل الجهد. وهو أمر مربك، ولكنه طبيعي، فحتى لو عرفنا الحسابات، يصعب فعلا فهم الطاقة والجهد.